(1) Mahasiswa mempelajari karakteristik instruksi mesin, jenis operand dan operasi, serta arsitektur set instruksi Pentium. (2) Set instruksi terdiri dari kode operasi, referensi operand sumber dan hasil, serta referensi instruksi berikutnya. (3) Jenis instruksi meliputi pengolahan data, penyimpanan data, pemindahan data, kontrol, dan input/output.

1. (PM112 ARSITEKTUR DAN ORAGNISASI KOMPUTER)
ARSITEKTUR SET INSTRUKSI
Dr. Eng. Munawir, M.T.
Universitas Pendidikan Indonesia

2. TUJUAN
 1. Mahasiswa dapat memahami karakteristik intruksi mesin
 2. mahasiswa dapat memahami tipe-tipe operand
 3. Mahasiswa dapat memhami tipe-tipe operasi yang ada
 4. Mahasiswa dapat mengenal point 2 dan 3 untuk kasus pentium

3. KARAKTERISTIK DAN FUNGSI SET INSTRUKSI
 Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang
dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut
sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi
komputer (computer instructions).
 Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat
dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi (Instruction Set).

4. ELEMEN-ELEMEN DARI INSTRUKSI MESIN (SET INSTRUKSI)
 Operation Code (opcode) : menentukan operasi yang akan dilaksanakan
 Source Operand Reference : merupakan input bagi operasi yang akan
dilaksanakan
 Result Operand Reference : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan
 Next instruction Reference : memberitahu CPU untuk mengambil (fetch)
instruksi berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai.

5. Source dan result operands dapat berupa salah
Satu diantara tiga jenis berikut ini:
 Main or Virtual Memory
 CPU Register
 I/O Device

6. DESAIN SET INSTRUKSI
Desain set instruksi merupakan masalah yang
sangat komplek yang melibatkan banyak aspek,
diantaranya adalah:
1. Kelengkapan set instruksi
2. Ortogonalitas (sifat independensi
instruksi)
3. Kompatibilitas :
- Source code compatibility
- Object code Compatibility

7. Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan
hal-hal sebagai berikut:
1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan,
dan berapa sulit operasinya
2. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah
Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
3. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan
4.Addressing: Mode pengalamatan untuk operand

8. FORMAT INSTRUKSI
 Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam
instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format
Instruksi (Instruction Format).
OPCODE OPERAND
REFERENCE
OPERAND
REFERENCE

9. JENIS-JENIS OPERAND
 Addresses (akan dibahas pada addressing modes)
 Numbers : - Integer or fixed point
- Floating point
- Decimal (BCD)
 Characters : - ASCII
- EBCDIC
 Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1

10. JENIS INSTRUKSI
1. Data processing: Arithmetic dan Logic Instructions
2. Data storage: Memory instructions
3. Data Movement: I/O instructions
4. Control: Test and branch instructions

11. TRANSFER DATA
 Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan.
 Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas daripada stack.
 Menetapkan panjang data yang dipindahkan.
 Menetapkan mode pengalamatan.
 Tindakan CPU untuk melakukan transfer data adalah :
a. Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain.
b. Apabila memori dilibatkan :
Menetapkan alamat memori.
Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat
memori aktual.
Mengawali pembacaan / penulisan memori

12. Operasi set instruksi untuk transfer data :
 MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan
 STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori.
 LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor.
 EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan.
 CLEAR / RESET : memindahkan word 0 ke tujuan.
 SET : memindahkan word 1 ke tujuan.
 PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack.
 POP : memindahkan word dari bagian paling atas sumber

13. ARITHMETIC
 Tindakan CPU untuk melakukan operasi arithmetic :
1. Transfer data sebelum atau sesudah.
2. Melakukan fungsi dalam ALU.
3. Menset kode-kode kondisi dan flag.
 Operasi set instruksi untuk arithmetic :
1. ADD : penjumlahan 5. ABSOLUTE
2. SUBTRACT : pengurangan 6. NEGATIVE
3. MULTIPLY : perkalian 7. DECREMENT
4. DIVIDE : pembagian 8. INCREMENT
Nomor 5 sampai 8 merupakan instruksi operand tunggal.

14. LOGICAL
 Tindakan CPU sama dengan arithmetic
 Operasi set instruksi untuk operasi logical :
1. AND, OR, NOT, EXOR
2. COMPARE : melakukan perbandingan logika.
3. TEST : menguji kondisi tertentu.
4. SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan
konstanta pada ujung bit.
5. ROTATE : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan
ujung yang terjalin.

15. CONVERSI
 Tindakan CPU sama dengan arithmetic dan logical.
 Instruksi yang mengubah format instruksi yang beroperasi terhadap format data.
 Misalnya pengubahan bilangan desimal menjadi bilangan biner.
 Operasi set instruksi untuk conversi :
1. TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian
memori berdasrkan tabel korespodensi.
2. CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk
ke bentuk lainnya.

16. INPUT / OUPUT
 Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT :
1. Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat
memory mapped.
2. Mengawali perintah ke modul I/O
 Operasi set instruksi Input / Ouput :
1. INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke
tujuan
2. OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke
perangkat I/O
3. START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk
mengawali operasi I/O
4. TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan

17. TRANSFER CONTROL
 Tindakan CPU untuk transfer control :
Mengupdate program counter untuk subrutin , call / return.
 Operasi set instruksi untuk transfer control :
1. JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC
dengan alamat tertentu.
2. JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu danmemuat
PC dengan alamat tertentu atau tidak
melakukan apa tergantung dari
persyaratan.
3. JUMP SUBRUTIN : melompat ke alamat tertentu.
4. RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal
dari lokasi tertentu.
5. EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan
mengeksekusi sebagai instruksi

18. 6. SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi
berikutnya.
7. SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa
berdasarkan pada persyaratan
8. HALT : menghentikan eksekusi program.
9. WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan
dipenuhi.
10. NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan.

19. CONTROL SYSTEM
 Hanya dapat dieksekusi ketika prosesor berada dalam keadaan khusus tertentu atau sedang
mengeksekusi suatu program yang berada dalam area khusus, biasanya digunakan dalam
sistem operasi.
 Contoh : membaca atau mengubah register kontrol.

20. JUMLAH ALAMAT (NUMBER OF ADDRESSES)
 Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitektur prosessor adalah dengan melihat
jumlah alamat yang terkandung dalam setiap instruksinya.
 Jumlah alamat maksimum yang mungkin diperlukan dalam sebuah instruksi :
1. Empat Alamat ( dua operand, satu hasil, satu untuk alamat
instruksi berikutnya)
2. Tiga Alamat (dua operand, satu hasil)
3. Dua Alamat (satu operand merangkap hasil, satunya lagi
operand)
4. Satu Alamat (menggunakan accumulator untuk menyimpan
operand dan hasilnya)

21. MACAM-MACAM INSTRUKSI MENURUT JUMLAH OPERASI
YANG DISPESIFIKASIKAN
1. O – Address Instruction
2. 1 – Addreess Instruction.
3. N – Address Instruction
4. M + N – Address Instruction

22. MACAM-MACAM INSTRUKSI MENURUT SIFAT AKSES TERHADAP
MEMORI ATAU REGISTER
1. Memori To Register Instruction
2. Memori To Memori Instruction
3. Register To Register Instruction

23. ADDRESSING MODES
Jenis-jenis addressing modes (Teknik
Pengalama-tan) yang paling umum:
 Immediate
 Direct
 Indirect
 Register
 Register Indirect
 Displacement
 Stack

24. TABEL BASIC ADDRESSING MODES
Mode Algorithm Principal Advantage Principal
Disadvantage
Immediate Operand =
A
No memory
reference
Limited operand
magnitude
Direct EA = A Simple Limited address
space
Indirect EA = (A) Large address space Multiple memory
references
Register EA = R No memory
Reference
Limited address
space
Register
Indirect
EA = (R) Large address space Extra memory
reference
Displace-ment EA=A+(R) flexibility Complexity
Stack EA=top of
Stack
No memory
Reference
Limited applicability

25. GAMBAR ADDRESSING MODE

26. TERIMA KASIH